一种新型反接保护衬底选择电路的制作方法

本发明涉及集成电路领域，具体涉及一种新型反接保护衬底选择电路。

背景技术：

1、在风扇驱动芯片和电机驱动芯片测试过程中，有电源反接的测试，这个时候要求反接之后的芯片不会烧毁。

2、在电路设计中，则需要根据这个要求对电源反接进行保护，如何节约芯片面积，实现反接保护对于不同的测试和应用场景。传统反接保护电路利用在功率管通路额外串联器件实现反接应用功能，大大增加了芯片面积，并缺乏功率管低导通电阻应用能力。

3、综上所述，如何又能实现反接保护功能，又不大幅增加芯片面积基础上实现功率管的低导通电阻功能，是目前本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本申请的目的是提供一种反接保护衬底选择电路，能够在几乎不增加芯片面积基础上实现功率管的低导通电阻功能的要求。为实现上述目的，本申请提供如下技术方案。

2、本发明采用的技术方案如下：一种反接保护衬底选择电路，包括衬底选择管m5；衬底选择管m6；功率管m1；功率管m2；功率管m3；功率管m4；控制电路反接保护管m7；控制电路；驱动电路1；驱动电路2。；

3、所述衬底选择管m5；衬底选择管m6；功率管m1；功率管m2；功率管m3；功率管m4构成了驱动级全桥驱动电路。功率管m1和功率管m2构成半桥的驱动级电路，衬底选择管m5的漏端连接到功率管m1的衬底；功率管m3和功率管m4构成另外一个半桥的驱动级电路，衬底选择管m6的漏端连接到功率管m3的衬底.

4、所述驱动电路1和驱动电路2分别为两相半桥驱动功率管的驱动电路，控制功率管m1、功率管m2、功率管m3、功率管m4的栅电压。

5、所述控制电路反接保护管m7的源端连接电源，m7管的漏端接芯片的控制部分电源、驱动电路1、驱动电路2的电源vcc1，m7管的栅端直接连接地信号，m7管的衬底到漏端之间有一个反向的二极管。

6、进一步地，所述电路构成的集成电路芯片工作状态包括：

7、在正常上电状态下，m7管正常导通，m7管的源端电压vcc1等于芯片的外部电源电压，通过m7给芯片的控制电路、驱动电路1、驱动电路2提供电源电压。m5管正常导通，其源端电压等于外部电源电压，并将该电压作为功率管m1的衬底电压，使得m1功率管的衬底电压为芯片电源电压，避免m1功率管寄生二极管的导通。同理m6管正常导通，其源端电压等于外部电源电压，并将该电压作为功率管m3的衬底电压，使得m3功率管的衬底电压为芯片电源电压，避免m3功率管寄生二极管的导通。

8、在反接上电状态下(芯片的电源端外接地信号，芯片的地端外接电源信号)，控制电路反接保护管m7管的源端外接地信号，m7管的栅端直接连接电源信号，则m7管处于关断状态；而同时m7管的漏端连接寄生二极管的正端，衬底端连接寄生二极管的负端，寄生二极管的反向截止，从而反接状态下从控制电路、驱动电路1、驱动电路2通路没有电流通路。

9、而由衬底选择管m5、功率管m1、功率管m2构成的功率管通路，m1和m2管的栅电压由驱动电路1控制，至少有一个功率管处于关断状态，没有电流流过m1和m2管的沟道。而m2管源端在反接状态下连接电源，其寄生二极管导通，m1管的寄生二极管也处于正常导通中，m1管的漏端连接其寄生二极管的正端，m1管的衬底端连接其寄生二极管的负端；同时m1管的衬底端连接m5管的源端。而m5管的漏端在该状态下连接地信号，栅端连接外部电源使得m5管的沟道截止同时其寄生二极管反向截止。由于m5管的作用，使得m2、m1的寄生二极管通路虽然在该状态下正向导通，但m5管处于关断状态同时m5管的寄生二极管处于反偏状态，由衬底选择管m5、功率管m1、功率管m2构成的功率管通路也不能形成电流通路。

10、同理，衬底选择管m6、功率管m3、功率管m4构成的功率管通路也由于由于m6管的作用，使得m4、m3的寄生二极管虽然在该状态下正向导通，但m6管处于关断状态同时m6管的寄生二极管处于反偏状态，由衬底选择管m6、功率管m3、功率管m4构成的功率管通路也没有电流通路。

11、控制通路和功率管通路的共同作用阻断了反接上电情况下的芯片电流通路

12、本发明的有益效果如下：

13、1.本发明一种反接保护衬底选择电路，应用本发明的方案，在电源有反接保护的应用中，相较于传统的采用功率管通路额外串联器件的电路实现方法，占用的芯片面积更小，非常适合大电流驱动的应用；

14、2.本发明一种反接保护衬底选择电路，对控制部分的电流和功率管部分的电路进行分别反向连接保护，阻断了电源反向连接中由于寄生二极管导通会有大电流通路；并在正向连接中，只是增加了衬底选择管m5；衬底选择管m6、和反接保护管m7，对芯片面积增加非常有限并对正向连接应用没有任何影响。

15、3.本发明一种反接保护衬底选择电路，应用在芯片设计中能够满足测试过程中有电源反接连接应用的需求，方便用户使用。

技术特征：

1.一种新型反接保护衬底选择电路，其特征在于，包括衬底选择管、功率管、控制电路反接保护管、控制电路、驱动电路1、驱动电路2；

2.根据权利要求1所述的一种新型反接保护衬底选择电路，其特征1在于，所述衬底选择管能阻断电源反接状态下的功率管电流通路，包括：

3.根据权利要求1所述的一种新型反接保护衬底选择电路，其特征2在于，所述控制电路反接保护管能阻断控制电路、驱动电路1和驱动电路2反接状态下的电流通路，包括：

4.根据权利要求2、3所述的一种新型反接保护衬底选择电路，其特征在于，所述衬底选择管能实现对功率管衬底的控制，所述控制电路反接保护管对自身衬底的控制，分别阻断功率管通路和控制电路、驱动电路1与驱动电路2通路的反接电流通路，同时正常电源连接情况下能正常工作。

5.根据权利要求2所述的一种新型反接保护衬底选择电路，其特征在于，所述衬底选择管可以对功率管通路上的任意一功率管衬底进行阻断，衬底选择管的类型需与功率管类型匹配。

6.根据权利要求3所述的一种新型反接保护衬底选择电路，其特征在于，所述控制电路反接保护管可以分别应用在电源连接端或者地连接端，形成对应的反接保护管。

7.根据权利要求1所述的一种新型反接保护衬底选择电路，其特征在于，所述功率管形成全桥的输出结构，pmos功率管的衬底电压受控后，其寄生串联从地到电源的二极管通路被阻断采样；若使用半桥驱动，即只使用衬底选择管m5；功率管m1；功率管m2；控制电路反接保护管m7；控制电路；驱动电路1，其反接保护功能和原理也同样适用。

技术总结一种新型反接保护衬底选择电路，所述新型衬底选择电路包括：衬底选择管M5；衬底选择管M6；功率管M1；功率管M2；功率管M3；功率管M4；控制电路反接保护管M7；控制电路；驱动电路1；驱动电路2。控制电路给驱动电路1和驱动电路2提供控制信号以及其电源信号VCC1；驱动电路1给功率管M1和功率管M2提供驱动信号；驱动电路2给功率管M3和功率管M4提供驱动信号；功率管M1、M2、M3、M4构成输出级电路；衬底选择管M5给功率管M1提供衬底电压；衬底选择管M6给功率管M2提供衬底电压；反接保护管M7给控制电路、驱动电路1和驱动电路2提供电源电压VCC1。应用上述方案，可实现在电源反接情况下的保护，防止大电流从芯片地端流向电源端。应用本发明的方案，通过衬底选择管阻断了功率管通路的反接电流，通过反接保护管阻断了控制电路、驱动电路1和驱动电路2的反接电流，相较于传统的串联功率管的方式，占用的芯片面积更小，同时未增加额外控制电路。技术研发人员：潘高受保护的技术使用者：成都动芯微电子有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/29